package me.sealer.algorithm.sort;

/**
 * Created by sealer on 17/03/05.
 */
public class Heap {

    /**
     * 大顶堆实现从小到大排序
     *
     * @param nums
     */
    public static void sort(int[] nums) {
        initHeap(nums);
        restore(nums);
    }

    /**
     * 筛选算法 在k的左右子树确定都为大顶堆的前提下，
     * 该算法可以把k节点加入到该堆中， 仍然是一个大顶堆。
     *
     * @param nums 带排序数组
     * @param k    初始被筛选节点
     * @param m    元素个数
     */
    private static void sift(int[] nums, int k, int m) {
        int i = k;
        int j = 2 * i;     //置i 为要筛选的结点，j为i的左孩子
        while (j <= m)          //筛选还没有进行到叶子结点
        {
            if (j < m && nums[j] < nums[j + 1]) {
                j++;//比较i的左、右孩子，j为较大者
            }
            if (nums[i] > nums[j]) {
                break;//根结点已经大于左、右孩子中的较大者
            } else {
                //将根结点与结点j交换
                int temp = nums[i];
                nums[i] = nums[j];
                nums[j] = temp;
                i = j;
                j = 2 * i;//被筛结点位于原来结点j的位置
            }
        }
    }

    /**
     * 初始化nums为大顶堆
     * 若要从小到大排序， 建立大顶堆， 若要从大到小排序，建立小顶堆
     * 原因： 建立好的堆， 总要和位置为n的元素换位置， 然后再进行堆的恢复，所以，每次选出来的堆顶元素是从后向前排的。
     *
     * @param nums
     */
    private static void initHeap(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int[] temp = new int[n + 1];//转化nums为temp的目的是使下表满足左孩子为其自身的2倍关系
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            temp[i + 1] = nums[i];
        }
        for (int i = n / 2; i >= 1; i--) {
            sift(temp, i, n);
        }

        //在将建好的大顶堆复制回nums
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            nums[i] = temp[i + 1];
        }
    }


    /**
     * 每次都将堆顶元素放到最后一个位置， 实现排序
     *
     * @param nums
     */
    private static void restore(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int[] temp = new int[n + 1];

        for (int i = 0; i < n; i++) {
            temp[i + 1] = nums[i];
        }

        for (int i = 1; i < n; i++) {
            int tmp = temp[1];//这里是temp[1]， 而不是temp[i]
            temp[1] = temp[n - i + 1];
            temp[n - i + 1] = tmp;

            sift(temp, 1, n - i);
        }

        for (int i = 0; i < n; i++) {
            nums[i] = temp[i + 1];
        }
    }
}
